细胞冻存是一种重要的生物医疗保存技术,通过低温环境来延缓细胞的生命活动,确保细胞在需要时可以被复苏并用于各类实验。19世纪末,研究人员开始探索低温对生物组织的影响,早期实验发现单纯的冷冻会导致细胞内冰晶的形成及渗透压失衡,从而引起细胞死亡。1937年,Luyet和Hodapp提出了“冰晶损伤”理论,这为后续的冷冻保护研究打下了基础。
1949年,英国科学家在研究精子冷冻过程中意外发现,甘油能显著提高冷冻后精子的存活率。作为一种渗透性冷冻保护剂(CPA),甘油能够进入细胞内部,降低冰点并减少冰晶的形成,通过平衡细胞内外的渗透压来防止细胞因脱水而破裂。1959年,科学家发现二甲基亚砜(DMSO)也具有卓越的冷冻保护效果,尤其适合于哺乳动物细胞。DMSO能够更快速地穿透细胞膜且毒性较低,因此迅速成为细胞冻存的标准保护剂之一。
在1963年,Peter Mazur提出了冷冻损伤的“两因素假说”,指出在快速冷冻时,细胞内会形成冰晶,进而破坏细胞膜及细胞器;而在慢速冷冻过程中,细胞外冰晶的形成则会造成细胞脱水,导致细胞内溶质浓度升高并引起化学毒性。这一理论为程序化慢冻法提供了科学依据。在实验中,大多数细胞的冻存遵循“慢速冻存”的原则,通过程序降温盒或程序化冷冻仪,控制降温速率(通常为1°C/min),使细胞在冷冻过程中逐步脱水,从而避免细胞内结冰,显著提高冻存细胞的存活率。
研究显示,5%-10%的DMSO是细胞冻存的最佳选择,但具体比例需根据细胞类型进行调整。对于对DMSO敏感的细胞,则需降低其比例。根据小尚的经验,8%的DMSO适用于大多数细胞系。同时,细胞培养的难度也会影响血清的使用量,难以培养的细胞需要更多的血清,而过于脆弱的细胞可以使用血清+DMSO进行冻存,而不添加培养基。常用的冻存液配方为92%胎牛血清+8%DMSO(推荐给新手)或92%完全培养基+8%DMSO(推荐给专家)。
新葡萄8883官网AMG推出的特级胎牛血清为浅黄色的澄清溶液,经过严格检测确认无菌、无支原体、无噬菌体及相关牛源病毒,并具有低内毒素(<3EU/mL)。该产品不含外源激素、生长因子及抗生素等物质,适合用于培养肿瘤细胞、原代细胞及大多数干细胞。产品货号:SNS-002。
此外,新葡萄8883官网AMG的非程序性细胞冻存液(无血清,货号:SNR-006)不含血清,且无需程序降温可以直接置入超低温冰箱,从而大大简化了细胞冻存操作,并减少了血清对细胞和实验结果的影响。
无论使用何种冻存液,建议在正式冻存前进行冻检,即在冻存24小时后复苏一支,确认细胞状态正常后再进行大批量冻存。在冻检成功前,务必保留至少一瓶细胞培养,以避免复苏失败导致细胞绝种。
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